Mặc dù neutrino là các hạt bí ẩn, nhưng chúng rất phổ biến. Hàng tỷ neutrino đi qua cơ thể bạn mỗi giây. Nhưng neutrino hiếm khi tương tác với vật chất thông thường, vì vậy việc phát hiện ra chúng là một thách thức kỹ thuật lớn. Ngay cả khi chúng tôi phát hiện ra chúng, kết quả don don luôn có ý nghĩa. Ví dụ, gần đây chúng tôi đã phát hiện ra neutrino có nhiều năng lượng đến mức chúng tôi không biết chúng được tạo ra như thế nào.
Một máy dò neutrino thường là một khoang lớn chứa đầy nước tinh khiết hoặc nước đá. Trong buồng này là các máy dò rất nhạy. Neutrino aren lồng quan sát trực tiếp. Thay vào đó, một máy dò neutrino chờ đợi neutrino đập vào nguyên tử. Khi có, nó có thể tạo ra các lepton tích điện, như electron, muon hoặc tauon. Những hạt tích điện này cũng có thể tạo ra ánh sáng. Vì vậy, bằng cách phát hiện ánh sáng hoặc lepton, chúng ta biết rằng một neutrino đã tương tác với máy dò.
Hầu hết các neutrino mà chúng ta phát hiện là neutrino mặt trời, được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi Sun Sun. Nhưng những thứ như vụ nổ siêu tân tinh và tia gamma cũng tạo ra neutrino. Rất nhiều nỗ lực đã được tập trung vào việc phát hiện những ngoài mặt trời neutrino.
Một trong những máy dò neutrino tốt nhất là Đài thiên văn IceCube Neutrino ở Nam Cực. Nam Cực là một nơi tuyệt vời cho đài thiên văn neutrino vì lớp băng dày của nó rất tốt trong việc hấp thụ tất cả các loại hạt đi lạc như tia vũ trụ và tia gamma có thể gây rối với các máy dò nhạy cảm của bạn. Bằng cách chôn vùi đài quan sát trong băng, chúng ta có thể yên tâm rằng các sự kiện chúng ta phát hiện là từ neutrino. Đài thiên văn IceCube đã phát hiện neutrino ngoài mặt trời nhiều lần.
Nhưng có một đài quan sát neutrino khác ở Nam Cực và nó phát hiện neutrino theo một cách rất khác. Được biết đến như là ăng-ten thoáng qua ANtarctic, hay ANITA, nó là một máy dò radio nhạy cảm được gắn trên khinh khí cầu. ANITA là một máy dò vô tuyến vì khi neutrino năng lượng cao va chạm với băng ở Nam Cực, chúng có thể tạo ra ánh sáng vô tuyến. Những neutrino này mạnh hơn hàng trăm lần so với những phát hiện bởi IceCube.
Khi nào ANITA đã phát hiện ra các neutrino năng lượng cao này, nó gây ra một chút xôn xao vì dường như chúng đến từ neutrino đi qua xuyên qua Trái đất trước khi băng Nam Cực nổi bật. Đây là những gì bạn có thể mong đợi nếu một số sự kiện vật lý thiên văn mạnh mẽ tạo ra một luồng neutrino theo hướng Trái đất. Nhưng nếu đó là trường hợp mà các neutrino này cũng sẽ kích hoạt các sự kiện có thể được IceCube phát hiện.
Vì vậy, Cộng tác IceCube đã tìm kiếm các sự kiện phát hiện xảy ra cùng lúc với ANITA phát hiện. Họ không tìm thấy bằng chứng nào cho các sự kiện tương quan, điều đó có nghĩa là nó không phải do một số sự kiện neutrino mạnh cách đó vài năm. Điều này là lạ bởi vì để lại hai khả năng: hoặc ANITA đã cho kết quả dương tính giả do một số lỗ hổng trong thiết kế, hoặc những sự kiện neutrino này được gây ra bởi một quá trình nằm ngoài mô hình chuẩn. Trong mô hình chuẩn của vật lý hạt, không có cách nào tạo ra neutrino với năng lượng cao như vậy.
Đây chỉ là một tập hợp nhỏ của các sự kiện, vì vậy có lý do để thận trọng về kết quả. Tuy nhiên công trình mới nhất này có thể gợi ý về một lĩnh vực vật lý mới mà chúng ta chưa hiểu.
Tài liệu tham khảo: Aartsen, M. G., et al. Một cuộc tìm kiếm các sự kiện IceCube theo hướng của các ứng cử viên neutrino ANITA.
